2026届高三物理一轮复习专项训练：第8讲 牛顿第三定律 受力分析 共点力的平衡

第8讲 牛顿第三定律　受力分析　共点力的平衡 同步测试 1． 选择题： 1．2024年6月10日，吉林省第一届全国龙舟邀请赛在长春市伊通河工业轨迹公园河道上举行。图为龙舟比赛的照片，龙舟在水面上做匀速直线运动，下列说法正确的是(　　) A．龙舟能前进是因为水对船桨的作用力大于船桨对水的作用力 B．坐在船头的鼓手对座椅的压力大小一定与座椅对鼓手的支持力大小相等 C．队员对龙舟的压力就是队员受到的重力 D．龙舟受到的浮力和所有队员对龙舟的压力是一对平衡力 2．如图所示，在水平力F作用下A、B保持静止。若A与B的接触面是水平的，且F≠0，则(　　) A．A的受力个数可能是3个 B．A的受力个数可能是5个 C．B的受力个数可能是3个 D．B的受力个数可能是5个 3．(2023·浙江卷)如图所示，水平面上固定两排平行的半圆柱体，重为G的光滑圆柱体静置其上，a、b为相切点，∠aOb＝90°，半径Ob与重力的夹角为37°。已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则圆柱体受到的支持力Fa、Fb大小为(　　) A． Fa＝0.6G，Fb＝0.4G B．Fa＝0.4G，Fb＝0.6G C．Fa＝0.8G，Fb＝0.6G D．Fa＝0.6G，Fb＝0.8G 4．(2025·四川成都模拟)2023年的春晚舞蹈《锦绣》，艺术地再现了古代戍边将士与西域各民族化干戈为玉帛并建立深厚友谊的动人故事。图(a)是一个优美且难度极大的后仰动作，人后仰平衡时，可粗略认为头受到重力G、肌肉拉力F2和颈椎支持力F1。如图(b)，若弯曲后的头颈与水平方向成60°角，F2与水平方向成45°角，则可估算出F1的大小为(　　) A． (＋1)G B．(－1)G C．(＋2)G D．(－2)G 5．如图(a)是一种大跨度悬索桥梁，图(b)为悬索桥模型，六对轻质吊索悬挂着质量为M的水平桥面，吊索在桥面两侧竖直对称排列，其上端挂在两根轻质悬索上[图(b)中只画了一侧分布]，悬索两端与水平方向成45°，则一根悬索水平段CD上的张力大小是(　　) A．Mg B．Mg C．Mg D．Mg 6．(2025·八省联考内蒙古卷)2024年9月，国内起重能力最大的双臂架变幅式起重船“二航卓越”号交付使用。若起重船的钢缆和缆绳通过图示两种方式连接：图(a)中直接连接，钢缆不平行；图(b)中通过矩形钢架连接，钢缆始终平行。通过改变钢缆长度(缆绳长度不变)，匀速吊起构件的过程中，每根缆绳承受的拉力(　　) A．图(a)中变大 B．图(a)中变小 C．图(b)中变大 D．图(b)中变小 7. (2025·海南统考模拟)如图所示，两个可视为质点的光滑小球a和b，先用一刚性轻细杆相连，再用两根细绳两端分别连接a、b球，并将细绳悬挂在O点。已知小球a和b的质量之比ma∶mb＝∶1，细绳Oa的长度是细绳Ob的长度的倍，两球处于平衡状态时，绳Oa上的拉力大小为Fa，绳Ob上的拉力大小为Fb。则Fa∶Fb为(　　) A．∶1 B．∶1 C．∶ D．∶ 8. (2025·江西宜春市检测)如图所示，倾角为α的斜面固定在水平面上，在斜面和固定的竖直挡板之间有两个匀质球P、Q，P球的质量是Q球质量的三倍，各接触面均光滑，系统处于静止状态，若P、Q两球的球心连线与竖直方向的夹角为β，下列说法正确的是(　　) A．4tan α＝tan β B．3tan α＝tan β C．2tan α＝tan β D．tan α＝tan β 9．(2024·河北唐山市联考)如图所示，古代北方播种后，用驴拉两个小石磙压土埋麦种，以利于麦种发芽。简化图如图乙所示，AB平行于轻杆CD，轻绳AC、BD长度相同。若轻绳长为2.01 m，两石磙相同，整体(含轻杆)的总质量为21 kg，与地面间的摩擦力大小是其对地面正压力的，AB＝0.3 m，CD＝0.7 m，B、D两点的高度差为1 m，g取10 m/s2，不计其他摩擦，则石磙做匀速直线运动时每根轻绳上的拉力大小约为(　　) A．20.5 N B．24.5 N C．30.2 N D．36.2 N 10．(2024·广西南宁月考)如图甲所示为架设在山坡上的高压电线塔，由于相邻两高压塔距离较远，其间输电导线较粗，导线较重，导致平衡时导线呈弧形下垂。若其中两相邻高压塔A、B之间一条输电线平衡时呈弧形下垂的最低点为C，输电线粗细均匀，已知弧线BC的长度是AC的3倍，而左塔B处电线切线与竖直方向夹角为β＝30°，则右塔A处电线切线与竖直方向夹角α应为(　　) A．30° B．45° C．60° D．75° 11．(2025·大连模拟)如图所示，A、B、C三个物体处于静止状态，则以下说法正确的是(　　) A．弹簧一定处于压缩状态 B．C对A的摩擦力方向一定沿斜面向下 C．若B受3个力，则A对C的作用力方向一定斜向左下 D．若B受3个力，则C对地面的摩擦力方向一定向右 12．(2025·河北保定市联考)一个用于晾晒的工具其简化模型如图所示。质量为m、边长为L的正方形竹网ABCD水平放置，用长均为L的AE、DE、BF、CF和长均为L的OE、OF六条轻绳静止悬挂于O点，OE、OF的延长线分别交于AD、BC的中点。下列说法正确的是(　　) A．六条轻绳的张力大小相等 B．轻绳AE的张力大小为mg C．轻绳OE的张力大小为mg D．OE、OF绳增长相同长度，AE绳张力大小不变 13. (多选)如图所示，质量为2M的物块A静置于水平台面上，质量为M的半球体C静置于水平地面上，质量为m的光滑小球B(可视为质点)放在半球体C上，P点为三根轻绳PA、PB、PO的结点。系统在图示位置处于静止状态，P点位于半球体球心的正上方，PO竖直，PA水平，PB刚好与半球体相切且与竖直方向的夹角θ＝30°。已知物块A与台面间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，则(　　) A．绳OP的拉力大小为mg B．C受到的摩擦力大小为mg C．A受到的摩擦力大小为mg D．地面对C的支持力大小为Mg＋mg 参考答案： 1.[答案]　B[解析]　水对船桨的作用力与船桨对水的作用力是一对相互作用力，大小相等，故A错误；鼓手对座椅的压力与座椅对鼓手的支持力也是一对相互作用力，大小相等，故B正确；队员对龙舟的压力作用在龙舟上，队员受到的重力作用在队员上，所以压力并不是重力，故C错误；龙舟受到的浮力和龙舟及所有队员所受的总重力是一对平衡力，所以龙舟受到的浮力和所有队员对龙舟的压力不是一对平衡力，故D错误。故选B。 2.[答案]　D[解析]　对AB系统受力分析可知，斜面对B摩擦力可能为零。对A受力分析，由平衡条件得：A受重力，B对A的支持力，水平力F，以及B对A的摩擦力四个力的作用，故A、B错误；对B受力分析：B至少受重力、A对B的压力、A对B的静摩擦力、斜面对B的支持力，还可能受到斜面对B的摩擦力，故D正确，C错误。 3.[答案]　D[解析]　对光滑圆柱体受力分析如图，由题意有Fa＝Gsin 37°＝0.6G，Fb＝Gcos 37°＝0.8G，故选D。 4.[答案]　A[解析]　由力的平衡条件可得F1sin 60°＝G＋F2sin 45°，F1cos 60°＝F2cos 45°，解得F1＝(＋1)G，故A正确。 5.[答案]　A[解析]　对左边的悬索ABC受力分析，如图所示，由平衡条件可得TCD＝Tcos 45°，Tsin 45°＝Mg，解得TCD＝Mg，故A正确。 6.[答案]　A[解析]　设缆绳与竖直方向的夹角为θ，假设由n根缆绳组成，设构件的质量为m，对构件受力分析由平衡条件nTcos θ＝mg，解得每根缆绳承受的拉力为T＝，图(a)匀速吊起构件的过程中，缆绳与竖直方向的夹角θ变大，则每根缆绳承受的拉力变大；图(b)匀速吊起构件的过程中，缆绳与竖直方向的夹角θ不变，则每根缆绳承受的拉力不变。故选A。 7.[答案]　B[解析]　两球都受到重力、细杆的弹力和细绳的拉力这三个力的作用而处于平衡状态，对a、b受力分析，如图所示，在图中过O点作竖直线交ab于c点，则△Oac与小球a的力矢量三角形相似，△Obc与小球b的力矢量三角形相似，有＝，＝，解得Fa∶Fb＝∶1，故B正确。 8.[答案]　A[解析]　以P、Q两球整体为研究对象，受力如图甲所示，由平衡条件可得F2＝4mgtan α，隔离Q球，受力如图乙所示，由平衡条件可得F2＝mgtan β，解得4tan α＝tan β，故选A。 9.[答案]　C[解析]　过B点作CD的垂线，其垂足为E，由几何关系可知，BE的长度约为2 m。设轻绳所在平面与水平面的夹角为θ，两轻绳上的拉力大小为F，合力为F合，石磙做匀速直线运动，所以其受力平衡，对两石磙整体受力分析，有F合cos θ＝(mg－F合sin θ)，其中cos θ＝，sin θ＝，带入数据解得F合＝60 N，由上述分析可知，设BD绳上的拉力与BE夹角为β，则该夹角的余弦值为cos β＝＝，有2Fcos β＝F合，解得F≈30.2 N，故选C。 10.[答案]　C[解析]　设输电线在A、B、C三个位置的拉力分别为FA、FB、FC，FC一定沿着弧线切线方向，即水平方向，设A、B间输电线的质量为m，对AC段输电线，根据平衡条件，在竖直方向有FAcos α＝mg，在水平方向有FAsin α＝FC，对BC段输电线，根据平衡条件，在竖直方向有FBcos β＝mg，在水平方向有FBsin β＝FC，联立解得α＝60°，C正确，A、B、D错误。 11.[答案]　D[解析]　根据B的受力可知，若绳的拉力大于B自身的重力，则弹簧处于拉伸状态；若绳的拉力小于B自身的重力，则弹簧处于压缩状态；若绳的拉力等于B自身的重力，则弹簧处于原长状态，故A错误；若绳对A的拉力大于其沿斜面向下的重力分力，则A所受的摩擦力方向沿斜面向下；若绳对A的拉力等于其沿斜面向下的重力分力，A不受摩擦力作用；若绳对A的拉力小于其沿斜面向下的重力分力，则A所受的摩擦力方向沿斜面向上，故B错误；若B受3个力，则A所受的拉力可能与其重力沿斜面向下的分力大小相等，此时C对A只有支持力，方向垂直斜面向上，A对C的作用力方向斜向右下，故C错误；若B受3个力，将A、C看成整体进行受力分析可知，地面对C的摩擦力方向向左，故C对地面的摩擦力方向一定向右，故D正确。 12.[答案]　C[解析]　令OE、OF轻绳与竖直方向夹角为θ，根据几何关系有sin θ＝＝，根据对称性可知，OE、OF轻绳上弹力大小相等，令为T1，针对OE、OF分析有2T1cos θ＝mg，解得T1＝mg，故C正确；根据对称性可知，AE、DE、BF、CF轻绳上弹力大小相等，令为T2，对轻绳的节点F进行受力分析有2T2cos 30°＝T1，结合上述解得T2＝mg，故B错误；根据上述可知，AE、DE、BF、CF轻绳上弹力大小相等，OE、OF轻绳上弹力大小相等，但AE、DE、BF、CF轻绳上弹力小于OE、OF轻绳上弹力，故A错误；若OE、OF绳增长相同长度，根据几何关系可知，OE、OF轻绳与竖直方向夹角为θ减小，根据2T1cos θ＝mg，可知，OE、OF轻绳上弹力T1减小，根据2T2cos 30°＝T1可知，AE绳张力减小，故D错误。故选C。 13.[答案]　BD[解析]　对小球B受力分析，如图所示，PB受到的拉力大小TPB＝mgcos θ，对P点受力分析可知，OP受到的拉力大小TOP＝TPBcos θ＝mg，A错误；对物体A受力分析可知，物体A所受摩擦力大小等于PA绳子的拉力，即fA＝TPBsin θ＝mg，C错误；对A、B、C组成的整体受力分析可知，半球C受到的摩擦力大小等于A所受摩擦力大小，即fC＝fA＝mg，B正确；对A、B、C整体受力分析，由平衡条件可知，地面对半球C的支持力大小为(M＋m)g－TOP＝Mg＋mg，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $